关于NASA的深空原子钟，有五件事需要知道

 

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美国国家航空航天局将于6月22日向太空发射一项新技术，这项技术将改变我们驾驶宇宙飞船的方式，甚至改变我们将宇航员送往火星和其他地方的方式。深空原子钟由美国宇航局位于加州帕萨迪纳的喷气推进实验室建造，它是一项技术演示，将帮助航天器在深空自主导航。该仪器的体积不超过一个烤面包机烤箱，将在地球轨道上进行为期一年的测试，目标是为未来前往其他星球的任务做好准备。

 

以下是关于美国宇航局深空原子钟需要了解的五个关键事实:

 

它的工作原理很像GPS

 

深空原子钟是你每天用智能手机与之互动的原子钟的兄弟姐妹。卫星上的原子钟可以让手机的GPS应用程序根据信号从卫星传到手机的时间，计算出你在地球上的位置，从而让你从A点到达B点。

 

但是航天器没有GPS来帮助它们在深太空中找到方向;相反，导航团队依靠地球上的原子钟来确定位置数据。我们离地球越远，这种交流就需要越长的时间。深空原子钟是首个设计用于搭载航天器飞越地球轨道的原子钟，极大地改善了这一过程。

 

它将帮助我们的宇宙飞船自主航行

 

今天，我们通过使用地球上巨大的天线向宇宙飞船发送信号，宇宙飞船再将这些信号发送回地球，从而在深空航行。地球上的原子钟测量的是一个信号经过两个方向所需要的时间。只有这样，地球上的人类导航员才能使用大型天线来告诉宇宙飞船它在哪里，要去哪里。

 

如果我们想让人类探索太阳系，我们需要一种更好、更快的方式让宇宙飞船上的宇航员知道他们在哪里，理想情况下不需要向地球发送信号。航天器上的深空原子钟可以让它接收到来自地球的信号，并利用机载导航系统立即确定其位置。

 

 

2019年6月22日，技术人员将NASA的深空原子钟集成到轨道测试床地球轨道卫星上，该卫星将由SpaceX猎鹰重型火箭发射。信贷:通用原子公司

它在九百万年中只损失一秒钟

 

任何原子钟都必须精确到令人难以置信的程度，才能用于这种导航:一个时钟差一秒钟，就可能意味着降落在火星和错过它之间的距离相差数英里。在地面测试中，深空原子钟的稳定性是GPS卫星上原子钟的50倍。如果这次任务能证明太空的稳定性，它将是宇宙中最精确的时钟之一。

 

它使用汞离子来精确计时

 

你的手表和原子钟以类似的方式计时:通过测量石英晶体的振动。电脉冲通过石英，使其稳定地振动。这种连续的振动就像落地钟的钟摆，滴答着走过了多少时间。但是手表在一定的时间内很容易偏离轨道几秒钟到几分钟。

 

原子钟使用原子来帮助保持石英振动测量的高精度。一秒钟的长度是由特定原子发出的光的频率来测量的，而整个宇宙的原子发出的光的频率是相同的。但目前时钟中的原子对外部磁场和温度变化很敏感。深空原子钟使用的汞离子比通常在两罐金枪鱼罐头中发现的汞离子还要少，而汞离子则包含在电磁陷阱中。使用一个内部装置来控制离子使它们不那么容易受到外力的影响。

 

它将由SpaceX的猎鹰重型火箭发射

 

深空原子钟将在轨道试验台卫星上飞行。轨道试验台卫星由SpaceX猎鹰重型火箭搭载，与来自政府、军方和研究机构的大约24颗其他卫星一起发射。此次发射计划于2019年6月22日下午8点30分(美国东部时间晚上11点30分)在美国宇航局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心进行，